流体水銀の臨界点近傍における荷電クラスター形成

在流体汞的临界点附近形成带电团簇

• 批准号: 04640366
• 负责人: 八尾 誠
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04640366/
• 关键词: 水銀; 臨界現象; 熱電能; クラスター; 励起子相; 金属-非金属転移; 輸送現象; 伝導性流体

液体水銀は、融点直上の密度13.6g/cm^3では金属であるが、液体-気体臨界点(温度1478℃、圧力1670bar、密度5.8g/cm^3近傍では非金属的である。1972年にDuckersとRossが、臨界点近傍で液体水銀の熱電能が大きな負の値からゼロに急激に変化することを報告し、その後、いくつかのグループにより熱電能測定が試みられたが、結果は測定ごとに異なっていた。我々は、この原因が測定セルの構造にあると考え、新しいセルを考案して熱電能の測定を行った。その結果、臨界圧力に近い1680barにおいて、1480℃近傍の温度で-200μV/Kから-3000μV/Kに近い大きな値へと急激な変化を示した。 また、温度・圧力を変化させて臨界点から遠ざかるとき、このよな異常な振舞は速やかに消失した。 即ち、この熱電能異常が臨界点の存在と密接に関わっていることが判明した。一方、熱電能異常が見られる密度域で、誘電率がClausius-Mosotti則から大きくずれることが実験的に知られ、理論的には励起子凝縮相の出現が示唆されている。光吸収スペクトル等の結果も踏まえて、我々は、臨界点近傍の流体水銀には平均十数個の原子からなる誘電クラスターが存在し、熱的に励起された電子がこの誘電クラスターと相互作用して、異常な熱を運ぶことが熱電能異常の原因ではないかと考えている。このように臨界近傍の流体水銀では、電子運動と密度ゆらぎの相互作用が新しい現象を生み出している。単純液体の液体-気体臨界点近傍では、クラスターの集団移動が熱伝導度の増大を導くことが、これまでの研究から知られているが、伝導性流体の動的臨界現象は、理論的には全く未開の分野であり、新しい発展が期待される。

Liquid mercury has a density of 13.6 g/cm^3 directly above its melting point and a critical point of liquid-gas (temperature 1478℃, pressure 1670bar, density 5.8 g/cm^3). In 1972, the thermoelectric energy of liquid mercury near the critical point was measured by Duckers and Ross. The reason for this is that the structure of the reactor is not stable. The results show that the critical pressure is about 1680bar, the temperature is about 1480℃, and the temperature is about-200 V/K. The temperature is about-3000 V/K. The temperature, pressure, and temperature of the critical point are changed from zero to zero. That is, the existence of thermal energy anomaly critical point and close connection are identified. In one case, thermal energy anomaly is observed in density domain, induced current is Clausius-Mosotti, and the theoretical excitation condensation phase is observed. As a result of optical absorption and other phenomena, the average number of atoms in the fluid mercury near the critical point is more than ten, and the induced electricity exists. The excited electrons interact with each other, and the abnormal heat is transported. The cause of thermal energy abnormality is examined. The interaction of mercury, electron motion and density in the vicinity of the critical fluid creates new phenomena. The critical phenomena of liquid-gas flow in pure liquid near the critical point of liquid-gas flow are studied, and the new development is expected.

项目成果

遠藤 裕久: "物理学最前線引巻 液体の構造と物性" 共立出版, 61 (1993)

Hirohisa Endo：“物理学的前沿：液体的结构和物理性质”Kyoritsu Shuppan，61 (1993)

M.Yao: "EXAFS Study of the Liquid-Glass Transition in Binary Nitrate Systems" J.Non-Cryst.Solids. IN PRESS (1993)

M.Yao：“二元硝酸盐体系中液体-玻璃转变的 EXAFS 研究”J.Non-Cryst.Solids。

M.Yao: "Cluster Formation in Expanded Fluid Mercury and Dilute Amalgams near the Liquid-Gas Critical Point" J.Non-Cryst.Solids. IN PRESS (1993)

M.Yao：“液-气临界点附近膨胀流体汞和稀汞齐中的团簇形成”J.Non-Cryst.Solids。

八尾 誠: "高温・高圧下における臨界点近傍の流体水銀" 高圧力の科学と技術. 1. 288-296 (1992)

姚诚：“高温高压下临界点附近的流体汞”，高压科学与技术，1. 288-296 (1992)。